Сервоприводные редукторы: функции, преимущества и применение

Что такое сервоприводный редуктор?

Сервоприводный редуктор (servo motor reducer) — механическое устройство для снижения скорости при передаче мощности в двигательной системе. Также известны как редукторы скорости (speed reducers) или точные редукторы (precision gear reducers). Главные цели: снижение входной скорости от сервоприводов и умножение крутящего момента от источника питания для расширения доступной работы. Скорость входа сервопривода регулируется редуктором для правильного выхода скорости и момента.

Сервоприводные редукторы варьируются по формам и размерам, самые распространенные — редукторы (gearboxes). Часто применяются в МРТ и медприборах, операционных столах, пищевой переработке, полиграфии и конвейерах, вендинге и автоматических сварочных машинах, производстве окон и офисного оборудования.

Как работает сервоприводный редуктор?

Сервоприводный редуктор обрабатывает входную мощность, дублируя момент и снижая скорость для идеального выхода. Функция доступна, так как выходное колесо имеет больше зубьев, чем входное. Это заставляет выходное колесо вращаться медленнее, редуктор снижает скорость, но увеличивает момент.

Требуемые моменты — самый важный фактор системы сервоприводных редукторов. Это объем работы, который устройство должно выполнять. В простых механизмах нужный момент определяется легко, но в сложных применениях трудно, когда нужно учесть множество факторов. Например, сопротивление, трение, гравитация, инерция и другие физические факторы, влияющие на движения, должны учитываться для генерации правильного момента. При расчете момента для сервоприводного редуктора определение коэффициента трения и инерции при разгоне и торможении критично.

Разные типы сервоприводных редукторов

Выбор подходящего сервоприводного редуктора нелегок, так как максимальный момент, радиальные нагрузки и скорости могут не совпадать одновременно. Лучшие рабочие факторы означают более широкий диапазон динамических применений. Установка и обслуживание важны для продления жизни и оптимизации операций.

Сервоприводные редукторы подразделяются на: ремни (pulleys), звездочки (sprockets), шестерни (gears), трение (friction drives). Наиболее распространен — шестеренные приводы и редукторы (gearboxes) — электрические закрытые приводы снижения скорости. Стиль редукторов бывает двух конфигураций: встроенные (in-line) и угловые (right-angle). Оба могут монтироваться с разными типами зацеплений. Применение и требования определяют лучший дизайн.

● Встроенные (In-line):

Обычно состоят из косых или прямых шестерен, волновых генераторов, циклоидальных механизмов или планетарных шестерен. Планетарные дизайны дают наивысший номинальный момент в компактном устройстве. Волновые генераторы или циклоидальные — высокие коэффициенты снижения в компактности. Прямые и косые шестерни — похожая эффективность, но более экономичны.

● Угловые (Right angle):

Закрытые приводы из конических (bevel) или червячных (worm) шестерен или гибридные. Коническое зацепление — оси двух валов пересекаются. Подшипниковые грани конических шестерен конической формы. Обычно устанавливаются на валах под 90°. Иногда работают под другими углами. Конические редукторы высокоэффективны, но верхний предел снижения скорости ~6:1.

Червячные зацепления — винтовидная шестерня зацепляется с червячным колесом (спуровидное). Элементы называют червячным винтом и червячным колесом. Червячный дизайн сервоприводного редуктора — самое недорогое решение для снижения скорости. Но имеют минимум коэффициента снижения 5:1, и эффективность падает при росте коэффициента.

При выборе сервоприводного редуктора спецификации должны быть определены для идеального подбора и монтажа. Факторы: высокий момент, л.с., эффективность при изменении коэффициента, сервисные факторы, пространство и место монтажа, соединительные элементы, долговечность инструмента. Для сложных механизмов также значимы: величина и влияние люфта, жесткость, инерционные массы, отказ передачи мощности.